接着再关注一下英国温斯克尔反应堆事故。
1950至1951年,英国政府开始在人口稀少的坎布里亚郡的温斯克尔建设两个生产钚的核反应堆,为英国核武器计划服务并提供燃料。反应堆使用涂层为钢的铀作为燃料元件,燃料元件嵌入到15米长的石墨管中,石墨作为中子慢化剂。通过空气冷却反应堆的堆芯,废气通过125米长的排气管排放到大气中。
1957年10月7日,温斯克尔工厂在反应堆低功率运行后被关闭的同时,发现1号反应堆开始出现维格纳能量的释放。此时堆芯中一个或更多燃料元件实际上是过热的,钢套已经熔化或破裂。随着堆芯温度的继续升高,没有暴露到大气中的受损的燃料元件铀开始燃烧,造成附近的燃料元件过热和破裂,因此扩大了火灾。
10月10日,1号反应堆的烟道气中的放射性水平开始急剧上升,由于反应堆芯过热,导致燃料起火。同时,由于检测温度的仪器发生堵塞,不能在反应堆芯周围移动以检测温度,使事故不断升级——燃料着火,石墨着火最后反应堆芯起火。就这样,整个系统完全失去了控制。当时,工厂的管理者们面临着两大难题:一是考虑政治的因素,他们不敢披露火灾的严重程度;二是在技术方面,他们用空气来冷却反应堆,结果非但没能减弱火势,反而使情况变得更加严重。通过将二氧化碳吹入到堆芯中以冷却系统的努力也失败了。因此,他们没有继续采取措施。
10月11日早晨,工厂最后决定用水扑灭大火。因为水遇到熔化的铀可能发生爆炸,于是他们把所有的现场人员都送回家。9点开始抽水到堆芯中,幸运的是,反应堆没有爆炸,火势逐渐减弱,最后终于熄灭了。
10月12日,堆芯完全冷却。
这次事故由反应堆燃料起火,到石墨着火,最后引起整个反应堆芯起火。幸运的是,反应堆没有发生爆炸,故历史上称之为“温斯克尔火灾”。
温斯克尔反应堆的设计十分原始。温斯克尔工厂采用石墨作为慢化剂,但它的早期设计者没有考虑到石墨内潜在的能量可能带来的危险,也没有考虑到人工操作会产生失误。因此,事故发生的主要原因,一是在早先低功率运行期间,石墨慢化剂中存储了不正常的大量维格纳能量,这种能量释放生成的热足以熔化燃料元件的部分涂层。
二是当天值班的操作人员犯了两个错误:第一个错误是没有带操作手册,也没有检查出他监控的流程是否正常;第二个错误是人为的错误,监测仪器上的读数不是反应堆最热部分的温度,因为他没有把仪器放在冷却流程中会变热的部分计算进去,结果发生了误判。
温斯克尔工厂的1号反应堆毁于一场大火,溢出2万居里放射性碘进入空间。从1号反应堆排气管释放的放射性烟柱从10月10日到10月12日向南、东南方向迁移到英国的乡村上空,然后迁移到北欧,幸运的是,辐射物是从120米高的烟囱向周围散发的,烟囱很高,因而降低了人们从地面呼吸到的浓度。这就使英国大多数人受到的辐射都不怎么严重,更为幸运的是,对放射性沉降物的测试表明,所释放的主要放射性核素是碘-131,它的半衰期仅为8天。
事故对人类健康的最主要威胁是对牛奶的污染。事故发生后,工厂方圆200多英里以内的人们都不敢喝牛奶,人们害怕辐射进入食物链。草场上的奶牛吃了含有放射性碘的草,牛奶中就有了碘-131.放射性碘会在那些牛奶者的甲状腺中沉积,人体就有可能受到辐射。于是,当局立即在一个大范围内开始对牛奶取样分析,同时牛奶被禁用20~40天,直到牛奶中的放射性水平下降到可接受的标准为止。按照碘-131的半衰期计算,只要在3个月内不喝牛奶,就足以让危险过去。
在温斯克尔事故中,主要的受害者是养牛场的工人及其管理者,事故产生的放射性物质污染了英国全境。泄漏的辐射物造成39人患癌症而死亡。
温斯克尔事故的最终结果是完全废弃了这个核反应堆,工厂由于核事故改名为塞拉菲尔德联合企业。